ES2640067B1 - HYDRODYNAMIC CONTROL SYSTEM FOR A CHANNEL - Google Patents

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ES2640067B1 ES201630558A ES201630558A ES2640067B1 ES 2640067 B1 ES2640067 B1 ES 2640067B1 ES 201630558 A ES201630558 A ES 201630558A ES 201630558 A ES201630558 A ES 201630558A ES 2640067 B1 ES2640067 B1 ES 2640067B1
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    • E02B7/205Barrages controlled by the variations of the water level; automatically functioning barrages

Abstract

Sistema de control hidrodinámico para un canal que comprende una compuerta inflable (4) anclada al fondo del canal que divide el canal en dos regiones: una región aguas arriba y una región aguas abajo. Comprende también unos medios de conexión hidráulica para comunicar hidráulicamente el canal aguas arriba, el canal aguas abajo y la compuerta inflable (4). Además comprende unos medios de control (13) para regular el grado de inflado de la compuerta (4) en función del nivel aguas arriba (2) para así regular el flujo de agua en el canal.Hydrodynamic control system for a channel comprising an inflatable gate (4) anchored to the bottom of the channel that divides the channel into two regions: an upstream region and a downstream region. It also includes hydraulic connection means for hydraulically communicating the upstream channel, the downstream channel and the inflatable gate (4). It also includes control means (13) to regulate the degree of inflation of the gate (4) as a function of the upstream level (2) in order to regulate the flow of water in the channel.

Description

Campo técnico de la invención Technical Field of the Invention

La invención pertenece a los dispositivos y sistemas de control de apertura para compuertas de canales. Más concretamente, se aplica a aquellas compuertas ¡nflables inmersas en canales. The invention pertains to opening control devices and systems for channel gates. More specifically, it applies to those inflatable floodgates immersed in channels.

Antecedentes de la invención o Estado de la Técnica Background of the invention or State of the Art

El funcionamiento mayoritario de los canales para transportar agua en lámina libre, persigue transportar y distribuir agua a lo largo de su trazado, existiendo tomas laterales cada cierta distancia a través de las que se deriva agua del canal para los diferentes usos y puntos de consumo. El funcionamiento de estas tomas requiere mantener el nivel en el canal alto para permitir la derivación lateral de agua por gravedad, a la vez que la posibilidad de almacenar agua en el canal también se consigue manteniendo niveles altos, con independencia del caudal de agua circulante. Esto únicamente puede conseguirse mediante la instalación de compuertas de regulación. The majority operation of the channels to transport water in free sheet, seeks to transport and distribute water along its path, there are lateral intakes every certain distance through which water is derived from the channel for the different uses and points of consumption. The operation of these intakes requires maintaining the level in the high channel to allow lateral water bypass by gravity, while the possibility of storing water in the channel is also achieved by maintaining high levels, regardless of the flow of circulating water. This can only be achieved by installing regulation dampers.

Generalmente para controlar los flujos y los niveles de agua en canales se emplean compuertas metálicas, que en muchos casos para grandes canales son automatizadas mediante elementos de accionamiento electromecánicos. También existen compuertas metálicas cuya regulación está automatizada mediante un sistema de flotadores. En ambos casos la instalación requiere de una importante obra civil para adaptar la geometría del canal, y en el caso de los sistemas de regulación mediante flotadores, son sistemas donde el nivel consigna no puede ser modificado durante la operación del canal. A pesar de que cada vez más se emplean componentes plásticos en la impermeabilización de canales, el uso de compuertas inflables, construidas también con compuestos elastómeros, no es habitual en canales o en sistemas de distribución de agua en lámina libre. Sin embargo, estas tienen como ventaja que son capaces de adaptarse a múltiples geometrías, pudiendo resultar más fácil su instalación que el caso de cualquier tipo de compuerta metálica. Generally, to control water flows and levels in channels, metal gates are used, which in many cases for large channels are automated by means of electromechanical actuators. There are also metal gates whose regulation is automated through a float system. In both cases the installation requires an important civil work to adapt the geometry of the channel, and in the case of float regulation systems, these are systems where the setpoint cannot be modified during the operation of the channel. Although plastic components are increasingly used in the waterproofing of channels, the use of inflatable floodgates, also constructed with elastomeric compounds, is not common in channels or in free-leaf water distribution systems. However, these have the advantage that they are capable of adapting to multiple geometries, and their installation may be easier than the case of any type of metal gate.

Por otra parte, en los infrecuentes casos en los que se usan compuertas inflables, se instalan accionamientos electromecánicos neumáticos o hidráulicos para controlar su apertura o cierre. On the other hand, in the infrequent cases in which inflatable gates are used, pneumatic or hydraulic electromechanical drives are installed to control their opening or closing.

Para su automatización emplean un sensor piezoresistivo de nivel en el canal que envía la información a un autómata programable (PLC), donde un algoritmo decide qué presión debe aplicarse al fluido del interior de la compuerta. Dicha presión se controla con un segundo sensor de presión, y existe un sistema de accionamiento del sistema de bombeo para el inflado de la compuerta, o alternativamente un sistema motorizado de apertura de la válvula para su desinflado. Este tipo de propuestas presenta varios problemas o inconvenientes. El sistema de control es costoso y requiere de una fuente continua de energía eléctrica, así como de labores de mantenimiento propio de estos sistemas. Así mismo requiere disponer de un espacio correctamente acondicionado en las proximidades del canal o río donde ubicar los equipos. For their automation they use a piezoresistive level sensor in the channel that sends the information to a programmable automaton (PLC), where an algorithm decides what pressure should be applied to the fluid inside the gate. Said pressure is controlled with a second pressure sensor, and there is an actuation system of the pumping system for inflation of the gate, or alternatively a motorized valve opening system for deflation. This type of proposal presents several problems or inconveniences. The control system is expensive and requires a continuous source of electrical energy, as well as maintenance of these systems. It also requires having a properly conditioned space in the vicinity of the canal or river where the equipment can be located.

En pequeños canales o acequias, la regulación se realiza mediante compuertas metálicas de accionamiento manual, que requieren la supervisión continua para ajustar su posición y generalmente no se automatizan por motivos de costes. In small channels or ditches, the regulation is carried out by means of manually operated metal gates, which require continuous supervision to adjust their position and are generally not automated for cost reasons.

De acuerdo con todo lo anterior, la instalación de elementos de regulación en canales se limita en número por motivos del coste de instalación y mantenimiento, y en caso de no estar automatizadas, por la necesidad de su continua supervisión manual ante condiciones cambiantes del flujo. In accordance with all of the above, the installation of regulation elements in channels is limited in number due to the cost of installation and maintenance, and if they are not automated, due to the need for continuous manual supervision under changing flow conditions.

Breve descripción de la invención Brief Description of the Invention

A la vista de las limitaciones observadas en el estado de la técnica, seria deseable un sistema de control que sea aplicable a compuertas inflables, cuya instalación tenga un coste inferior, siempre que venga acompañado de un sistema de control automático de apertura robusto, automático y de bajo coste económico y energético. Sumándose la posibilidad de ser fácilmente telecontrolable. Esto permitiría la instalación de mayor número de compuertas en canales para regular los niveles, mejorando la explotación y la eficiencia de estas infraestructuras de transporte. In view of the limitations observed in the state of the art, a control system that is applicable to inflatable gates, whose installation has a lower cost, would be desirable, provided that it is accompanied by a robust, automatic and automatic opening control system. Low economic and energy cost. Adding the possibility of being easily telecontrollable. This would allow the installation of a greater number of gates in channels to regulate levels, improving the exploitation and efficiency of these transport infrastructures.

La presente invención propone la regulación del nivel de agua en un canal mediante la modificación automática del nivel de inflado de una compuerta inflable inmersa dentro del canal. El control del nivel de inflado se realiza ventajosamente mediante un circuito hidráulico que aprovecha el comportamiento hidrodinámico de las compuertas inflables cuando se produce la corriente de agua sobre las mismas, sin necesidad de aportes de energía desde fuentes externas. The present invention proposes the regulation of the level of water in a channel by the automatic modification of the level of inflation of an inflatable gate immersed within the channel. The inflation level control is advantageously carried out by means of a hydraulic circuit that takes advantage of the hydrodynamic behavior of the inflatable gates when the water flow occurs on them, without the need for energy input from external sources.

El modo de accionamiento puede tener otras variantes, mediante un circuito de control hidroneumático que permite la variación del nivel consigna de llenado del canal, y la adaptación del nivel de inflado de la compuerta para cada nuevo nivel consigna. The drive mode can have other variants, by means of a hydropneumatic control circuit that allows the variation of the setpoint level of filling of the channel, and the adaptation of the level of inflation of the gate for each new setpoint level.

El sistema es escalable, para diferentes tamaños de canal, y opcionalmente permite ser telecontrolado. The system is scalable, for different channel sizes, and optionally allows to be telecontrolled.

Para algunas funcionalidades se requiere almacenamiento de energía. No obstante, solo en cantidades pequeñas como para bastar con la instalación de pequeñas baterias. For some functionalities energy storage is required. However, only in small quantities to suffice with the installation of small batteries.

Una vez el circuito está cebado de agua y en comunicación hidráulica, funciona sin necesidad de ningún componente eléctrico, ni de accionamientos mecánicos, y sin aporte de energía exterior. El sistema se auto regula en base a un circuito hidráulico que toma agua desde la posición aguas arriba de la compuerta, y la devuelve en la posición aguas abajo de la compuerta. En ese circuito se introduce en la compuerta inflable la presión necesaria para mantener el nivel de agua en el canal aguas arriba de la compuerta aproximadamente constante. El aporte de energia externa únicamente es necesario para el cebado del circuito, hasta que se produce la conexión hidráulica, o para producir la variación del nivel consigna. Once the circuit is primed with water and in hydraulic communication, it works without the need of any electrical components or mechanical drives, and without external energy supply. The system regulates itself based on a hydraulic circuit that takes water from the upstream position of the gate, and returns it to the downstream position of the gate. In that circuit, the pressure necessary to keep the water level in the upstream channel of the gate approximately constant is introduced into the inflatable gate. The external energy supply is only necessary for the priming of the circuit, until the hydraulic connection occurs, or to produce the variation of the setpoint level.

El sistema también permite alternativamente mantener una diferencia fija de nivel en el canal entre las posiciones aguas arriba yaguas abajo de la compuerta, con la funcionalidad añadida de impedir la superación de un nivel máximo de agua en el canal aguas arriba de la compuerta, siempre que la capacidad hidráulica del canal no sea limitante. The system also allows alternately maintaining a fixed level difference in the channel between the upstream and downstream positions of the gate, with the added functionality of preventing the exceeding of a maximum level of water in the upstream channel of the gate, provided The hydraulic capacity of the channel is not limiting.

En realizaciones concretas, no se descarta el uso de unos medios de control electrónicos aunque en tal caso sí precisarían de alimentación. In specific embodiments, the use of electronic control means is not ruled out although in that case they would require power.

En suma, el sistema de control hidrodinámico para un canal incluye una compuerta inflable anclada al fondo del canal que divide el canal en dos regiones, una región aguas arriba y una región aguas abajo; unos medios de conexión hidráulica para comunicar hidráulicamente el canal aguas arriba, el canal aguas abajo y la compuerta inflable y unos medios de control para regular el grado de inflado de la compuerta en función del nivel aguas arriba. In sum, the hydrodynamic control system for a channel includes an inflatable gate anchored to the bottom of the channel that divides the channel into two regions, an upstream region and a downstream region; hydraulic connection means for hydraulically communicating the upstream channel, the downstream channel and the inflatable gate and control means for regulating the degree of inflation of the gate based on the upstream level.

Opcionalmente, los medios de control incluyen una arqueta que alberga una primera cámara de control directamente conectada a través de los medios de conexión hidráulica con aguas arriba y con el interior de la compuerta inflable. Optionally, the control means include a casing that houses a first control chamber directly connected through the hydraulic connection means with upstream and with the inside of the inflatable gate.

Opcionalmente, la arqueta alberga una segunda cámara de vertedero recibe agua sobrante de la cámara de control cuando el agua supera un nivel de control en la cámara de control. Optionally, the cassette houses a second weir chamber receives excess water from the control chamber when the water exceeds a control level in the control chamber.

Opcionalmente, la cámara de vertedero está directamente conectada a través de los medios de conexión hidráulica con aguas abajo. Optionally, the landfill chamber is directly connected through the hydraulic connection means with downstream.

Opcionalmente, el llenado de la compuerta inflable está regulado por la diferencia de alturas entre el nivel aguas arriba y el nivel de agua en el punto de equilibrio de dicha compuerta inflable. Optionally, the filling of the inflatable gate is regulated by the difference in heights between the upstream level and the water level at the equilibrium point of said inflatable gate.

Opcionalmente de forma adicional, el llenado de la compuerta inflable está regulado por el nivel aguas abajo. Optionally additionally, the filling of the inflatable gate is regulated by the downstream level.

Opcionalmente, la arqueta incluye una pared divisoria que define la cámara de control y la cámara de vertido. Optionally, the cabinet includes a dividing wall that defines the control chamber and the pouring chamber.

Opcionalmente, la pared divisoria tiene un orificio que comunica la cámara de control y la cámara de vertido. Optionally, the partition wall has a hole that communicates the control chamber and the pouring chamber.

Opcionalmente, la arqueta es presurizable y los medios de control incluyen adicionalmente un equipo de presurización que establece un valor de presión en la arqueta. Optionally, the cassette is pressurizable and the control means additionally includes a pressurizing equipment that sets a pressure value in the cassette.

Alternativamente, los medios de control son electrónicos e incluyen un sensor de presión en el interior de la compuerta, una válvula con actuador electrónico instalada en un tubo que conecta la región aguas arriba con el interior de la compuerta (tubería de carga), una segunda válvula con actuador electrónico instalada en un tubo que conecta el interior de la compuerta con la región aguas abajo (tubería de descarga) y un autómata que actúa sobre las válvulas en función de la presión en el interior de la compuerta medida por el sensor de presión. Alternatively, the control means are electronic and include a pressure sensor inside the gate, a valve with an electronic actuator installed in a tube that connects the upstream region with the inside of the gate (load pipe), a second valve with electronic actuator installed in a tube that connects the inside of the gate with the downstream region (discharge pipe) and an automaton that acts on the valves based on the pressure inside the gate measured by the pressure sensor .

Breve descripción de las figuras Brief description of the figures

FIG. 1 muestra un esquema de una compuerta ¡nflable y un sistema de control hidráulico para mantener nivel constante aguas arriba, con arqueta de control a presión atmosférica. FIG. 1 shows a diagram of an inflatable gate and a hydraulic control system to maintain a constant level upstream, with an atmospheric pressure control box.

FIG. 2 muestra un esquema de una compuerta ¡nflable y un sistema de control hidráulico para mantener nivel constante aguas arriba, con arqueta de control presurizada. FIG. 2 shows a diagram of an inflatable gate and a hydraulic control system to maintain a constant level upstream, with pressurized control box.

FIG. 3 muestra un esquema de una compuerta ¡nflable y un sistema de control hidráulico para mantener diferencia de niveles a cada lado de la compuerta constante, y nivel máximo aguas arriba, con arqueta de control a presión atmosférica. FIG. 3 shows a diagram of an inflatable gate and a hydraulic control system to maintain difference in levels on each side of the constant gate, and maximum level upstream, with an atmospheric pressure control cabinet.

FIG. 4 muestra un esquema de una compuerta ¡nflable y un sistema de control hidráulico para mantener diferencia de niveles a cada lado de la compuerta constan te, y nivel máximo aguas arriba, con arqueta de control presurizada. FIG. 4 shows a diagram of an inflatable gate and a hydraulic control system to maintain a difference in levels on each side of the constant gate, and maximum level upstream, with pressurized control box.

Descripción detallada de la invención Detailed description of the invention

Con referencia a las figuras se describe de forma ilustrativa un ejemplo de realización sin carácter limitante. With reference to the figures, an exemplary embodiment without limitation is described illustratively.

Como se aprecia en el perfil longitudinal, en un canal o conducción en lámina libre con cabeza de cajeros (1) y fondo (5), una compuerta inflable (4) fijada en el fondo del canal, con flujo rasante sobre la compuerta que mantiene el caudal circulante en la conducción, produce una diferencia entre los niveles que adopta el agua aguas arriba de la compuerta (2) yaguas abajo (3). El nivel aguas arriba está condicionado por el nivel de inflado de la compuerta y el caudal circulante. Si se da el caso que el nivel aguas abajo se mantenga suficientemente alto, esta variable también condicionará al nivel aguas arriba. As can be seen in the longitudinal profile, in an open-channel channel or conduit with a cashier's head (1) and bottom (5), an inflatable gate (4) fixed at the bottom of the canal, with flush flow over the gate that maintains the circulating flow in the conduction, produces a difference between the levels that the water adopts upstream of the gate (2) and downstream (3). The upstream level is conditioned by the level of inflation of the gate and the circulating flow. If it is the case that the downstream level remains sufficiently high, this variable will also condition the upstream level.

La forma que adopta una compuerta inflable, anclada como se indica en la figura, produce un punto de equilibrio (8) donde las presiones a un lado y a otro de la membrana son iguales. En ese punto de equilibrio (8) de la cara aguas arriba de la compuerta (4) se produce un cambio de curvatura de cóncava a convexa, con valor de la curvatura en ese punto en concreto nulo. En una compuerta inflable (4), realizada con un material flexible que adapta su forma en función de la presión interior y las condiciones de flujo en su entorno, sin resistencia significativa a esfuerzos cortantes, en ese punto de equilibrio (8) donde la curvatura es nula la presión interior que se produce sobre la compuerta coincide con la presión exterior que el flujo produce sobre la misma. The shape adopted by an inflatable gate, anchored as indicated in the figure, produces an equilibrium point (8) where the pressures on either side of the membrane are equal. At that point of equilibrium (8) of the face upstream of the gate (4) there is a change of curvature from concave to convex, with the value of the curvature at that point in particular null. In an inflatable gate (4), made with a flexible material that adapts its shape according to the internal pressure and the flow conditions in its environment, without significant resistance to shear stresses, at that point of balance (8) where the curvature The internal pressure that occurs on the gate is zero, coincides with the external pressure that the flow produces on it.

Ese punto de equilibrio (8) donde se igualan las presiones, relaciona las condiciones interiores de la compuerta (4) con el flujo exterior, al ser el punto donde las presiones dentro y fuera de la compuerta son iguales. Desde el punto de vista de las condiciones de flujo exteriores a la compuerta, la presión en ese punto de equilibrio (8) viene dada aproximadamente por la altura de agua que se encuentra sobre el mismo en la región exterior de la compuerta, si bien las condiciones de flujo ni rectilíneo y ni paralelo que en el entorno se produce pueden hacerla variar ligeramente. Desde el punto de vista de las condiciones interiores de la compuerta, la presión en el punto de equilibrio (8) iguala a la presión exterior. Este nivel de agua sobre el punto de equilibrio (8) es inferior al nivel aguas arriba (2) que se produce en las proximidades de la compuerta That equilibrium point (8) where the pressures are equalized, relates the interior conditions of the gate (4) with the external flow, being the point where the pressures inside and outside the gate are equal. From the point of view of the flow conditions outside the gate, the pressure at that equilibrium point (8) is given approximately by the height of water that is on it in the outer region of the gate, although the Flow conditions neither rectilinear nor parallel that occurs in the environment may vary slightly. From the point of view of the interior conditions of the gate, the pressure at the equilibrium point (8) equals the external pressure. This water level above the equilibrium point (8) is lower than the upstream level (2) that occurs in the vicinity of the gate

(4) (4)
por el aumento de su velocidad en el flujo rasante que se produce sobre el punto de equilibrio (8). Esta diferencia de niveles "~H" en las figuras (altura en el lugar aguas arriba (2) donde se coloca el tubo (12) y altura de agua en la vertical situada sobre el lugar donde se produce el punto de curvatura nula de la compuerta en el punto de equilibrio (8» explica que si se pone en comunicación hidráulica aguas arriba (2) y el interior de la compuerta (4), se producirá un flujo de entrada de agua desde el exterior al interior de la compuerta (4). by increasing its speed in the flush that occurs on the point of equilibrium (8). This difference in levels "~ H" in the figures (height in the upstream place (2) where the tube (12) is placed and water height in the vertical located above the place where the null curvature point of the gate at the point of equilibrium (8 »explains that if it is put into hydraulic communication upstream (2) and inside the gate (4), there will be a flow of water from the outside to the inside of the gate (4 ).

Este gradiente de energías, desde aguas arriba de la compuerta (2) hacia el interior de la compuerta inflable (4), producido por la hidrodinámica del flujo rasante sobre una compuerta inflable o flexible, permite crear un sistema que mantiene un nivel constante aguas arri ba de la compuerta (4). Este sistema se representa sobre la FIG. 1 Y comprende una arqueta (13), dividida en dos cámaras. En la primera cámara, que se representa a la izquierda, se comunican mediante tubos (12) los niveles aguas arriba This energy gradient, from upstream of the gate (2) into the inflatable gate (4), produced by hydrodynamics of the flush over an inflatable or flexible gate, allows to create a system that maintains a constant level upstream from the gate (4). This system is represented on FIG. 1 And it comprises a casket (13), divided into two chambers. In the first chamber, which is represented on the left, the upstream levels are communicated by tubes (12)

(2) (2)
de la compuerta y el interior de la compuerta (4). Esta primera cámara realiza la función de control de la presión de inflado de la compuerta (4). Mientras que el grado de inflado de la compuerta (4) produzca que el nivel de control (6) en la cámara de control se encuentre por debajo de la cota (7) del vertedero interior en la arqueta (13), el gradiente de energía producirá la entrada continuada de flujo desde aguas arriba de la compuerta hacia el interior de la misma, y con ello el inflado progresivo de la compuerta y consecuente subida del nivel de agua aguas arriba. Cuando el nivel en of the gate and the inside of the gate (4). This first chamber performs the function of controlling the inflation pressure of the gate (4). While the degree of inflation of the gate (4) causes the level of control (6) in the control chamber to be below the level (7) of the inner dump in the cassette (13), the energy gradient it will produce the continuous entry of flow from upstream of the gate into the same, and with it the progressive inflation of the gate and consequent rise in the level of upstream water. When the level in

(6) (6)
alcance la cota (7), el vertedero limitará la presión máxima en la compuerta y el consecuente nivel aguas arriba dentro del canal, y no permitirá que el nivel de inflado produzca niveles aguas arriba sensiblemente superiores al nivel (7). Aguas abajo de ese vertedero se dispone una segunda cámara dentro de la arqueta desde donde el agua se devuelve al canal, hacia la zona aguas abajo de la compuerta (3). Por tanto las dos cámaras están separadas por una pared, con un vertedero en su parte superior, y sólo llega agua a la segunda cámara de vertido cuando la cámara primera de control está rebosando sobre el vertedero (7). reach the elevation (7), the landfill will limit the maximum pressure in the gate and the consequent upstream level inside the canal, and will not allow the inflation level to produce upstream levels significantly higher than the level (7). Downstream of that landfill a second chamber is disposed within the casket from where the water is returned to the canal, towards the downstream area of the gate (3). Therefore, the two chambers are separated by a wall, with a landfill at the top, and only the second discharge chamber reaches water when the first control chamber is overflowing over the landfill (7).

Con esta realización del sistema que comprende una arqueta (13) abierta a la atmosfera, con una pared divisoria con un vertedero interior. Variando la posición del vertedero interior se obliga a variar el nivel de inflado de la compuerta (4) para aproximar el nivel aguas arriba (2) de la compuerta a la cota (7) del vertedero. Este comportamiento se sigue produciendo en condiciones cambiantes de caudal circulante a través del canal o conducción. La compuerta aumentará su grado de inflado o lo disminuirá si el caudal circulante sobre la misma desciende o aumenta, respectivamente, para mantener en todo caso el nivel aguas arriba (2) entorno a un valor constante. With this embodiment of the system comprising a casket (13) open to the atmosphere, with a dividing wall with an interior dump. By varying the position of the interior landfill, the level of inflation of the gate (4) is forced to approximate the level upstream (2) of the gate to the height (7) of the landfill. This behavior continues to occur under changing conditions of circulating flow through the channel or conduction. The gate will increase its inflation rate or decrease it if the circulating flow on it decreases or increases, respectively, to maintain in any case the upstream level (2) around a constant value.

El mecanismo de control no requiere de ningún aporte de energia exterior para realizar su función reguladora del grado de inflado. Funciona aprovechando el comportamiento hidrodinámico de las compuertas inflables o flexibles fijadas en el fondo del canal o conducción. The control mechanism does not require any external energy input to perform its function of regulating the degree of inflation. It works by taking advantage of the hydrodynamic behavior of the inflatable or flexible gates fixed at the bottom of the channel or conduction.

Una variante de este dispositivo, que permitiria variar el nivel aguas arriba (2) de la compuerta (4) sin mover físicamente la cota (7) del vertedero, se muestra en la FIG. 2. A variant of this device, which would allow varying the upstream level (2) of the gate (4) without physically moving the height (7) of the landfill, is shown in FIG. 2.

En ella la arqueta (13), que contiene las dos cámaras, realiza el control con una configuración similar, con la diferencia que está cerrada y presurizada, con un equipo de presurización (10). Variar la presión interior supone un efecto equivalente a variar la cota (7) del vertedero del interior de la arqueta (13). Manteniendo la cota (7) del vertedero interior de la arqueta (13) a una altura constante, al disminuir la presión interior lo que se produce es un descenso del valor de consigna para el nivel aguas arriba (2) que se desea mantener en la conducción en lámina libre, mientras que un aumento de la presión interior supone un aumento del valor de consigna. Esto es equivalente a bajar o subir físicamente la cola (7) del vertedero interior de la arqueta In it the casket (13), which contains the two chambers, performs the control with a similar configuration, with the difference that it is closed and pressurized, with a pressurization equipment (10). Varying the internal pressure has an effect equivalent to varying the height (7) of the dump inside the cassette (13). Maintaining the height (7) of the interior dump of the casket (13) at a constant height, as the internal pressure decreases, what is produced is a decrease in the setpoint value for the upstream level (2) that you want to keep in the conduction in free sheet, while an increase in the internal pressure means an increase in the setpoint value. This is equivalent to physically lowering or raising the tail (7) of the inner dump of the casket

(13) en la FIG. 1. (13) in FIG. one.

El cambio del valor consigna para el nivel implica cambio en la presión interior, y con ello un aporte exterior de energia, según el caso, pero al igual que sucedía en la FIG.1 , en el momento que se ha fijado el nivel consigna no se requiere de mayor aporte exterior de energía, y el dispositivo funciona de modo autónomo controlando el nivel aguas arriba de la compuerta. The change in the setpoint value for the level implies a change in the internal pressure, and with it an external supply of energy, as the case may be, but as was the case in FIG. 1, at the moment the setpoint level has not been set. greater external energy input is required, and the device operates autonomously by controlling the level upstream of the gate.

Existe una segunda variante al esquema de la FIG. 1, como es el que se representa en la FIG. 3. En ella, dentro de la arqueta (13) para su control, en la pared de separación interior entre las cámaras se le dispone un orificio (11) que permite mantener una diferencia constante de nivel aguas arriba (2) y nivel aguas abajo (3). Esta diferencia de niveles que mantiene la compuerta (4) coincide aproximadamente con la diferencia de niveles que se requiere que se produzca entre las dos cámaras de la arqueta (13) para que el caudal que entra en la arqueta (13) y alcanza un nivel de control (6) en la cámara de control (16) que regula el inflado sea evacuada a través del orificio (11 ), alcanzado un nivel de vertido (9) en la cámara de descarga. Esta diferencia a su vez viene fijada hidráulicamente por el caudal que llega a la cámara de control de inflado a través de los tubos de conexión hidráulica (12) y el tamaño del orificio. El caudal es sensiblemente constante y con ello la pérdida de energía que produce el paso a través del orificio. Para un determinado nivel aguas abajo (3), que se traslada aproximadamente al nivel de vertido (9) de agua en la cámara de vertido (17), el flujo a través del orificio (1 1) impone un nivel necesario de control (6) para regular el inflado, y con ello un nivel aguas arriba (2) de la compuerta (4). Para un determinado tamaño del orificio (11 ), en función del nivel aguas abajo (3) se mantendrá una diferencia de nivel aproximadamente contante con el nivel aguas arriba There is a second variant to the scheme of FIG. 1, as shown in FIG. 3. In it, inside the box (13) for its control, a hole (11) is provided in the interior separation wall between the chambers that allows to maintain a constant difference of upstream level (2) and downstream level (3). This difference in levels maintained by the gate (4) coincides approximately with the difference in levels that is required to occur between the two chambers of the cassette (13) so that the flow that enters the cassette (13) and reaches a level of control (6) in the control chamber (16) that regulates the inflation is evacuated through the hole (11), reached a level of discharge (9) in the discharge chamber. This difference in turn is fixed hydraulically by the flow that reaches the inflation control chamber through the hydraulic connection tubes (12) and the hole size. The flow rate is substantially constant and with it the loss of energy produced by the passage through the hole. For a certain level downstream (3), which is approximately transferred to the level of discharge (9) of water in the discharge chamber (17), the flow through the hole (1 1) imposes a necessary level of control (6 ) to regulate inflation, and with it an upstream level (2) of the gate (4). For a certain hole size (11), depending on the downstream level (3) a level difference approximately constant with the upstream level will be maintained

(2) mediante este mecanismo de control. Esto será así siempre y cuando el nivel de control (6) no alcance la cota del vertedero (7). Si la alcanzara, se pasaría a mantener nivel aguas arriba (2) constante, dejando de mantener constante la diferencia de niveles. Si se varía el tamaño del orificio (11 ), para un determinado nivel aguas abajo (3), se cambiaria la diferencia de nivel consigna que define el nivel a mantener aguas arriba. De nuevo el funcionamiento es autónomo desde el punto de vista energético. (2) through this control mechanism. This will be so as long as the control level (6) does not reach the landfill level (7). If reached, it would be kept constant upstream level (2), keeping constant the difference in levels. If the size of the hole (11) is varied, for a given downstream level (3), the setpoint difference that defines the level to be maintained upstream would be changed. Again the operation is autonomous from the energy point of view.

Por último, la FIG. 4 combina las variantes representadas en las FIG. 2 Y 3, representando un dispositivo de control que puede situarse a cualquier altura, ya que el nivel efectivo de regulación vendrá condicionado por su posición con respecto a la conducción en lámina libre que regula y por su presión interior variada con un equipo de presurización (10), yen el que el dispositivo va a mantener diferencia de niveles constantes entre aguas arriba yaguas abajo de la compuerta, con flujo en la compuerta únicamente a través del orificio (11), siempre que el nivel en la cámara de control de inflado (6) no supere el nivel de la cámara de vertedero (7), en cuyo caso pasaría a regular manteniendo nivel constante aguas arriba de la compuerta. Finally, FIG. 4 combines the variants represented in FIG. 2 AND 3, representing a control device that can be placed at any height, since the effective level of regulation will be conditioned by its position with respect to the conduction in free sheet that regulates and by its varied internal pressure with a pressurization equipment ( 10), and in which the device will maintain a difference of constant levels between upstream and downstream of the gate, with flow in the gate only through the hole (11), provided that the level in the inflation control chamber ( 6) do not exceed the level of the dump chamber (7), in which case it would be regulated by maintaining a constant level upstream of the gate.

Referencias numéricas: Numerical References:

5 1 cabeza de cajeros; 2 nivel aguas arriba; 3 nivel aguas abajo; 4 compuerta inflable; 5 fondo del canal; 5 1 cashier head; 2 level upstream; 3 downstream level; 4 inflatable gate; 5 channel bottom;

10 6 nivel de control en la cámara de control de la arqueta: 7 cota del labio del vertedero que separa ambas cámaras en la arqueta; 8 punto de equilibrio de presiones a ambos lados de la compuerta: 9 nivel de vertido en la cámara de vertido; 10 equipo de presurización; 10 6 level of control in the chamber of control of the case: 7 level of the lip of the dump that separates both cameras in the case; 8 pressure balance point on both sides of the gate: 9 level of discharge in the discharge chamber; 10 pressurization equipment;

15 11 orificio en la pared divisoria entre cámaras 12 tubos de conexión hidráulica: 13 arqueta; 16 cámara de control; 17 cámara de vertedero: 15 11 hole in the dividing wall between chambers 12 hydraulic connection pipes: 13 casing; 16 control chamber; 17 landfill chamber:

Claims (10)

REIVINDICACIONES 1. Sistema de control hidrodinámico para un canal caracterizado por: 1. Hydrodynamic control system for a channel characterized by:
--
una compuerta inHable (4) anclada al fondo del canal que divide el canal en dos regiones, una región aguas arriba y una región aguas abajo; an inHable gate (4) anchored to the bottom of the channel that divides the channel into two regions, an upstream region and a downstream region;
--
unos medios de conexión hidráulica para comunicar hidráulicamente el canal aguas arriba, el canal aguas abajo y la compuerta inflable (4); hydraulic connection means for hydraulically communicating the upstream channel, the downstream channel and the inflatable gate (4);
--
unos medios de control (13) configurados para regular el grado de inflado de la compuerta (4) en función del nivel aguas arriba (2). control means (13) configured to regulate the degree of inflation of the gate (4) as a function of the upstream level (2).
2. 2.
Sistema de control hidrodinámico segun la reivindicación 1, caracterizado por que los medios de control comprenden una arqueta (13) que alberga una primera cámara de control (16) directamente conectada a través de los medios de conexión hidráulica con aguas arriba y con el interior de la compuerta inflable (4). Hydrodynamic control system according to claim 1, characterized in that the control means comprise a casing (13) that houses a first control chamber (16) directly connected through the hydraulic connection means with upstream and with the interior of the inflatable gate (4).
3. 3.
Sistema de control hidrodinámico según la reivindicación 2, caracterizado por que la arqueta (13) alberga una segunda cámara de vertedero (17) que está configurada para recibir agua sobrante de la cámara de control (16) cuando el agua supera un nivel de control (6) en la cámara de control (16). Hydrodynamic control system according to claim 2, characterized in that the casing (13) houses a second weir chamber (17) that is configured to receive excess water from the control chamber (16) when the water exceeds a control level ( 6) in the control chamber (16).
4. Four.
Sistema de control hidrodinámico según la reivindicación 3, caracterizado por que la cámara de vertedero (17) está directamente conectada a través de los medios de conexión hidráulica con aguas abajo. Hydrodynamic control system according to claim 3, characterized in that the landfill chamber (17) is directly connected through the hydraulic connection means with downstream.
5. 5.
Sistema de control hidrodinámico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el llenado de la compuerta inflable (4) está regulado por la diferencia de alturas entre el nivel aguas arriba (2) y el nivel de agua en el punto de equilibrio (8) de dicha compuerta inflable (4). Hydrodynamic control system according to any one of the preceding claims, characterized in that the filling of the inflatable gate (4) is regulated by the difference in heights between the upstream level (2) and the water level at the equilibrium point ( 8) of said inflatable gate (4).
6. 6.
Sistema de control hidrodinámico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el llenado de la compuerta inflable (4) está regulado adicionalmente por el nivel aguas abajo (3). Hydrodynamic control system according to any one of the preceding claims, characterized in that the filling of the inflatable gate (4) is further regulated by the downstream level (3).
7. 7.
Sistema de control hidrodinámico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 3 a 6, caracterizado por que la arqueta (13) comprende una pared divisoria que define la cámara de control (16) y la cámara de vertido (17). Hydrodynamic control system according to any one of the preceding claims 3 to 6, characterized in that the cassette (13) comprises a dividing wall defining the control chamber (16) and the pouring chamber (17).
8. 8.
Sistema de control hidrodinámico según la reivindicación 7, caracterizado por que la pared divisoria comprende un orificio (11). Hydrodynamic control system according to claim 7, characterized in that the partition wall comprises a hole (11).
9. 9.
Sistema de control hidrodinámico según una cualquiera de las reivindicaciones Hydrodynamic control system according to any one of the claims
5 anteriores 3 a 8, caracterizado por que la arqueta (13) es presurizable y por que los medios de control comprenden adicionalmente un equipo de presurización (10) para establecer un valor de presión en la arqueta (13). 5 above 3 to 8, characterized in that the cassette (13) is pressurizable and that the control means additionally comprise a pressurizing equipment (10) to establish a pressure value in the cassette (13).
10. Sistema de control hidrodinámico según la reivindicación 1, caracterizado por que 10. Hydrodynamic control system according to claim 1, characterized in that 10 los medios de control (13) son electrónicos y comprenden un sensor para la medida de presión en el interior de la compuerta, una válvula con actuador electrónico instalada en un tubo que conecta la región aguas arriba con el interior de la compuerta (tubería de carga), una segunda válvula con actuador electrónico instalada en un tubo que conecta el interior de la compuerta con la región aguas abajo (tubería de descarga) y The control means (13) are electronic and comprise a sensor for measuring pressure inside the gate, a valve with an electronic actuator installed in a tube that connects the upstream region with the inside of the gate (pipeline load), a second valve with an electronic actuator installed in a tube that connects the inside of the gate with the downstream region (discharge pipe) and 15 un autómata que actúa sobre las válvulas en función de la presión en el interior de la compuerta medida por el sensor de presión. 15 an automaton that acts on the valves as a function of the pressure inside the gate measured by the pressure sensor.
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